Frezowanie, dłutowanie czy szlifowanie? Technologia powinna wynikać z zadania

Dwa koła mogą wyglądać podobnie, a mimo to wymagać zupełnie innego procesu produkcyjnego. O wyborze technologii decydują nie tylko wymiary, ale też rodzaj uzębienia, materiał, oczekiwana dokładność i liczba zamawianych sztuk.

Dlatego pytanie „Jak produkuje się koła zębate?” nie ma jednej odpowiedzi. To trochę jak pytanie, czym najlepiej pojechać. Inaczej wybiera się pojazd do miasta, inaczej na budowę, a jeszcze inaczej na tor wyścigowy.

Frezowanie obwiedniowe

Frezowanie obwiedniowe jest szeroko stosowaną metodą wykonywania zewnętrznych uzębień. Narzędzie i obrabiany element obracają się w skoordynowany sposób, a kolejne ruchy narzędzia stopniowo kształtują zęby.

Metoda dobrze sprawdza się przy powtarzalnej produkcji kół zewnętrznych. Jej ograniczeniem jest brak możliwości wykonywania typowych uzębień wewnętrznych.

Frezowanie kształtowe

W tej metodzie narzędzie odwzorowuje przestrzeń pomiędzy zębami. Kolejne wręby wykonuje się osobno.

Rozwiązanie może być przydatne przy:

• pojedynczych elementach,
• nietypowych geometriach,
• naprawach,
• prototypach,
• produkcji realizowanej na uniwersalnych obrabiarkach.

Przy większych seriach czas wykonania każdego wrębu osobno może jednak ograniczać wydajność.

Dłutowanie

Dłutowanie pozwala wykonywać zarówno uzębienia zewnętrzne, jak i wewnętrzne. Jest szczególnie przydatne tam, gdzie geometria elementu ogranicza dostęp frezu obwiedniowego.

Narzędzie wykonuje ruch posuwisto-zwrotny, stopniowo kształtując uzębienie. Proces może być wolniejszy, ale jego możliwości geometryczne sprawiają, że pozostaje ważnym rozwiązaniem w wielu zastosowaniach.

Power skiving

Power skiving wykorzystuje zsynchronizowany ruch narzędzia i detalu. Może być stosowany do uzębień wewnętrznych i zewnętrznych, a szczególnie dużą produktywność oferuje przy obróbce wewnętrznej.

Rozwój sztywnych obrabiarek i precyzyjnie synchronizowanych wrzecion zwiększył praktyczne zastosowanie tej technologii. W produkcji seryjnej może ona znacząco skrócić czas obróbki w porównaniu z wybranymi metodami tradycyjnymi.

Szlifowanie uzębienia

Szlifowanie jest zwykle operacją wykańczającą. Stosuje się je tam, gdzie potrzebna jest wysoka dokładność, dobra jakość powierzchni lub korekta po obróbce cieplnej.

Nie każda część wymaga szlifowania. Dodawanie tej operacji „na wszelki wypadek” może niepotrzebnie zwiększać koszt. Z drugiej strony rezygnacja z niej w precyzyjnym i szybkoobrotowym mechanizmie może prowadzić do hałasu, drgań i przyspieszonego zużycia.

Liczy się cały proces

Obróbka kół zębatych może obejmować:

• przygotowanie półfabrykatu,
• toczenie,
• wykonanie uzębienia,
• obróbkę cieplną,
• obróbkę wykańczającą,
• wykonanie otworów i rowków,
• kontrolę wymiarową.

Metoda powinna odpowiadać funkcji części. Innego podejścia wymaga pojedyncze koło do naprawy starej maszyny, a innego seria tysięcy elementów do nowego urządzenia.

Dotyczy to również napędów łańcuchowych. Kształt koła, liczba rzędów, piasta i sposób mocowania powinny być uwzględnione już na etapie planowania wykonania koła łańcuchowego.

Najlepsza technologia nie jest najbardziej efektowna. Jest nią ta, która pozwala osiągnąć wymaganą jakość bez generowania operacji, za które klient zapłaci, ale których część nigdy nie wykorzysta.

Podstawa merytoryczna: dostępne metody obejmują między innymi frezowanie, dłutowanie, power skiving i obróbkę na wieloosiowych centrach CNC, przy czym wybór zależy od geometrii oraz wielkości serii.